JP4477453B2 - 水平多軸掘削機 - Google Patents

Description

この発明は、地下連続壁工法や地盤改良に使用する水平多軸掘削機に関し、並列に配置したカッタードラム間に駆動機構の配置のために必然的に形成しなければならない空間による掘り残しを解消する水平多軸掘削機に関する。

水平多軸掘削機は、図７に示すように、移動型クレーン等１０に設置したリーダ１１に吊り下げられた掘削機本体１に複数の掘削ドラムが並列に配置され、ドラムの周縁には掘削歯が取り付けてある。
掘削ドラムの駆動は、一例を挙げると、ドラム内に油圧モータを配置し、ドラムの回転軸を駆動するものであるが、油圧モータに作動油を供給するための配管をドラムとドラムの間からドラム内に供給するようにしてあるので、必然的に配管を設置するための空間をドラム間に設けなければならず、そのため、いずれの掘削歯も到達しない領域が生じ、その結果未掘削部分が残ってしまうという問題があった。

油圧モータ等の駆動源をドラムの外部に設置し、シャフトとベベルギアやギア列によって回転力をドラムに伝達する方式であっても、ドラムとドラムの間には駆動力の伝達機構を配置してドラム内の回転軸に駆動力を伝達しなければならず、これまた、ドラム間に掘削歯が到達し得ない領域が形成されて未掘削部分が生じてしまっていた。
このような問題を解決するために、図８に示すように、ドラムに設けた掘削歯を揺動できるようにヒンジ構造として枢支し、掘削歯が掘削土砂からの抵抗力でドラムの中心側に倒れるようにして掘削機の中心部に未掘削部分が発生するのを防止することが特許文献１で提案されている。
米国特許第４８３４１９７号明細書 特公平６−６０５０１号公報

しかしながら、掘削歯を支持ピンを支点にしたヒンジ構造で枢支して揺動する方式は、掘削時の負荷が集中的に作用する掘削歯を可動状態にするものであり、摩耗や故障の発生率が高くて補修に時間がとられ、稼働率の低下を招き、また、補修のためのスペア部品を多く準備する必要があるなどコスト的にも問題があった。
そこで、本発明は、掘削歯を揺動させることなく、ドラム間に未掘削部分が発生しないようにするものである。

水平多軸掘削機のドラムの駆動軸の両端に主ドラムが取り付けてあり、その内側に副ドラムが駆動軸に対して傾斜状態で回転できるように取り付け、回転ドラムの上部に伝達機構や作動油供給路を設けるための空間を確保し、ドラムの下部には未掘削領域が形成されないようにしたものである。
より具体的には、水平多軸掘削機のドラムの駆動軸の両端に主ドラムが取り付けられ、それぞれの主ドラムの内側に曲面を有するカラーが連結し、副ドラムがカラーに摺動可能に横移動可能に取り付けてあり、副ドラムの最内側に上部周縁から駆動軸に向かって厚みが薄くなる傾斜案内板を取り付けることによって副ドラムが駆動軸に対して傾斜状態で回転するようにしたものである。

実施例
図１の正面図に示すように、掘削機本体１の下部にドラム２が平行に配置してあり、ドラム２の表面には、掘削歯３が軸方向及び周方向に掘削歯３同士が重ならないように適宜の間隔に配列して設置してある。
ドラム２は互いに逆回転して掘削した土砂を掘削本体１の中心側にかき集め、掘削機本体１の下部に設けたポンプ６によって掘削泥水と共にリバースパイプ６１を通して地上に排出する。

図２の側面図に示すように、ドラム２は、掘削機本体１の中心部にドラムの駆動装置に作動油を供給するための空間Ｓが形成してあり、この部分にドラム内部に設置された油圧モータへの作動油の供給路７が設けてある。
ドラム２は、左右に分割されていると共に、掘削機本体１の中心側に副ドラム２２が設けてあり、外側に主ドラム２１が設けてあり、主ドラム２１と副ドラム２２は、連結されて一体となっており一緒に回転する。

図３の断面図に示すように、ドラム２の中心にはケース４５の内部に油圧モータ４が設置され、油圧モータ４の駆動軸４１はフランジ４２を介して主ドラム２１に連結されており、主ドラム２１の回転軸となっている。副ドラム２２のカラー２３が、主ドラム２１にボルト２４で連結されており、主ドラム２１とカラー２３は、一体となって回転する。

主ドラム２１には外周面が円曲面に形成されたカラー２３がボルト２４で連結されており、このカラー２３に内面がカラー２３の外周面と同一の形状の内面を有する副ドラム２２がカラー２３に対して摺動可能に設けてある。更に、図４に示すように、副ドラム２２の内面の摺動面には、軸方向に横長の溝２５が形成してあり、この溝２５にカラー２３の外周面に設けた連結ピン２６が収容してある。溝２５の大きさは、副ドラム２２の回転方向に対してはほぼ連結の直径と同じであり、この連結ピン２６によってカラー２３の回転力が副ドラム２２に伝達されると共に、駆動軸方向には溝２５がピンの直径より大きくしてあり余裕があるので、副ドラム２２はカラー２３の曲面に沿って横移動が可能である。

また、掘削機本体の中央部の作動油供給路７の両側には、図５に示す案内板５がボルトで固定してある。案内板５は、円形の板体であり、上半分の外周縁にガイドフレーム５１が表面に突出しないようにした固定ボルトで取り付けてある。ガイドフレーム５１は、その厚みが駆動軸に近い部分が最も薄く、徐々に厚くなっていき、駆動軸から最も遠い最上部で厚さを最大にしてある。

したがって、カラー２３に対して摺動可能な副ドラム２２は、案内板５のガイドフレーム５１によって、駆動軸４１に対して傾斜した状態で取り付けられることになり、油圧供給路を設けるのに必要な空間をドラム上部に形成すると共に、ドラムの下部では、隣接する副ドラムとの間隔を回転に必要な間隙とすることができるので、掘削歯がオーバーラップするように配置することが可能となり、未掘削領域の発生を防止することができる。

油圧モータが回転するとその駆動軸の出力は両端部に連結されている外側の主ドラム２１に伝達される。主ドラム２１の回転は、カラー２３に伝達され、カラー２３を回転させる。カラー２３の回転は、カラーの表面に設けてある接続ピンによって副ドラムに伝達され、副ドラムを回転させる。
副ドラム２２の掘削機本体１の中心側の側面は、ガイド板５のガイドフレーム５１に接しているので、副ドラム２２は駆動軸に対して傾斜した状態で回転するので、副ドラム２２の下部の間隔は小さいので、未掘削部が発生しない。

この実施例は、油圧モータをドラム内に設置したものであるが、駆動源をドラムの外に設置し、伝達機構によってドラムを回転するタイプのものにも応用できることはいうまでもない。
また、地下連続壁などの溝を掘削するだけでなく、地盤改良機にも適用することができる。地盤改良の水平多軸ドラムカッターの場合、図６に示すように掘削機本体１の上面を傾斜面６５とし、ゲル状に固化した固結材と土砂の混合物中から地上に引き上げる際の抵抗を小さくしたものである。

本発明は、曲面を有するカラーを利用することによって副ドラムを駆動軸に対して傾斜状態で回転するようにし、ドラムの上部には作動油供給路または伝達機構を配置するための空間を確保し、ドラムの下部には未掘削領域が発生しないようにしたものであり、地下連続壁のための溝掘削を効率よく、かつ掘り残しを生ずることなく形成することができる。

本発明の実施例の正面図。 本発明の実施例の側面図。 本発明の実施例の断面図。 本発明の実施例の主要部の拡大図。 案内板の正面図。 本発明を地盤改良に適用した場合の水平多軸掘削機の正面図・側面図。 従来の水平多軸掘削機の正面図。 従来の掘削歯の断面図。

符号の説明

１ 掘削機本体
２ ドラム
２１ 主ドラム
２２ 副ドラム
２３ カラー
２４ ボルト
２５ 溝
２６ 連結ピン
３ 掘削歯
４１ 駆動軸
５ 案内板
５１ ガイドフレーム

Claims (1)

1. 水平多軸掘削機のドラムの駆動軸の両端に主ドラムが取り付けてあり、それぞれの主ドラムの内側に曲面を有するカラーが連結され、副ドラムがカラーに摺動可能に取り付けてあり、副ドラムの内側面側に上部周縁から駆動軸に向かって厚みが薄くなるガイドフレームを有する案内板が設けてあり、副ドラムの内面に溝が設けてあり、カラーに設けた連結ピンがこの溝内に収容されてカラーと副ドラムが連結されている水平多軸掘削機。

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